Способ генерации вибросейсмического сигнала в скважине и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК G01V1/133 G01V1/40 

. Изобретение относится к геофизической технике и может использоваться для возбуждения сейсмических колебаний в скважине.

Для возбуждения сейсмических колебаний в скважине известны различные способы и устройства, в которых используются различные виды энергии, преобразованные в сейсмический сигнал.

Известна система для передачи энергии к устройству, опускаемому в скважину для передачи к нему энергии. Система содержит определенную конструкцию, фиксируемую в скважине, подвижный элемент, который соединен с устройством у устья скважины, линейное смещение которого относительно фиксируемой конструкции в скважине вызывает возбуждение энергии, а также приспособление для аккумулирования энергии. Основным недостатком данного способа и устройства для передачи энергии к сейсмическим источникам в скважинах является

конструкция для Фиксирования в скважине, которой необходима энергия для фиксации. Аккумулирование энергии происходит за счет подвижного элемента, перемещающегося в скважине относительно неподвижной конструкции, что приводит к дополнительным.нагрузкам на каротажный кабель и повышению энергетических затрат у источника, расположенного у устья скважины. - - --

Известен скважинный сейсмический источник, состоящий из рабочей камеры, которая воздействует на стенки скважины. Рабочая камера приводится в движение от источника гидравлической энергии, расположенного у устья скважины. Источник соединен управляемым клапаном с рабочей камерой и средствами прижима ее к стенкам скважины.

Основными недостатками являются искажение возбуждаемого сигнала, формируемого источником у устья скважины, при

Ч

00

VJ

N) xj XI

CO

прохождении его через соединительные каналы большой длины, а также большие потери энергии в соединительных магистралях.

Цель изобретения - увеличение мощности сейсмического сигнала в скважине.

Цель достигается тем, что энергию излучения накапливают гидропневмоаккумуля- TopOM ripii опускании снаряда из области низкого давления в область высокого давле- wa с последующим гюдъембм и генерированием вибросейсмического сигнала через гидродвигатель и объемный пульсатор на упругом излучателе в области низкого давления, а также тем, что сейсмический источник содержит гидропневмоаккумулятор, соединенный с двигателем и через электромагнитный кран с упругим излучателем. Упругий излучатель через электромагнитный кран и обратный клапан соединен с гидро- пневмоаккумулятором. Вал гидродвигателя соединен с объемным пульсатором, который связан с упругим излучателем, а на магистрали соединения установлен датчик опорного сигнала, все элементы, кроме упругого излучателя, размещены в корпусе герметично.

Электроэнергия, подводимая по каротажному кабелю, необходима только на переключение электромагнитного крана и для питания датчика опорного сигнала.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - схема способа зарядки; на фиг. 3 - возможные типы упругих излучателей.

Устройство выполнено в виде снаряда . 1, в котором размещен гидропневоаккуму- лятор 2, соединенный с гидродвигателем 3, а также через обратный клапан А, электромагнитный кран 5 с упругим излучателем 6. На валу гидродвигателя размещен гидрообъемный пульсатор 7, который также соединен с упругим излучателем. На магистрали связи пульсатора с излучателем установлен датчик 8 опорного сигнала. Все составные элементы устройства, кроме излучателя, соединенного с корпусом 9, размещены в последнем герметично. Устройство (фиг. 2) соединено с каротажной лебедкой 10с помощью каротажного кабеля 11.

Способ работы устройства следующий.

Гидропневмоаккумулятор предварительно заряжается на величину давления РО, соответствующего гидростатическому давлению на горизонте Hi (фиг. 2). При этом электромагнитный кран 5 открыт и соединяет излучатель б с гидропневмоаккумулято- ром 2 через обратный клапан 4. В качестве излучателя использована герметичная упругая оболочка или может быть другое устройство, изменяющее свой объем под действием давления среды. При опускании снаряда на горизонт Н2 давление среды, воздействующее на него, будет Ра. Излучатель на этом горизонте деформируется и вытесняет часть жидкости в гидропневмоаккумулятор и в нем будет давление Р2. Подается сигнал на электромагнитный кран, который разъеди0 няет полость гидропневмоаккумулятор - гйдродвигатель с излучателем.

После подъема на горизонт Hi в гидро- пневмоаккумуляторе будет давление Р2. а в излучателе - Ро, соответствующее горизон5 ту Hi.

Соединением Тидропневмоаккумулято- ра через гидродвигатель с излучателем и открыванием электромагнитного крана приводится во вращение гидропульсатор. Гид- 0 рообъемный пульсатор подает переменный объем жидкости в излучатель. Последний излучает колебания через свои стенки в среду с частотой, соответствующей вращению вала гидродвигателя.

5 Опорный датчик дает информацию о начале и протеканий процесса излучения колебаний. Необходимо отметить, что процесс излучения после зарядки на горизонте Н2 - может быть выполнен на любом горизонте,

0 меньшем Н2. При этом меняется только длительность протекания процесса излучения. Длительность сеанса излучения зависит от переменного объема излучателя и объема зарядки гидропневмоаккумулятора для од5 ного и того же горизонта, а также от давления зарядки Р2, которое определяет объем протекания жидкости из излучателя в гидропневмоаккумулятор.

Предлагаемый способ и устройство для

0 генерации сейсмического сигнала в скважине позволяет увеличить мощность сейсмического сигнала и снизить до минимума энергетический канал связи с источником энергии у устья скважины, а также позволя5 ет работать на глубинах в скважинах более 200 м и не требует устройства компенсации гидростатического давления в скважине. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Способ генерации вибросейсмиче0 Ского сигнала в скважине, включающий накапливание гидравлической энергии и генерирование с ее помощью сейсмического сигнала излучателем при перемещении снаряда вдоль ствола скважины, отличаю5 щи и с я тем, что, с целью увеличения мощности сейсмического сигнала на больших глубинах за счет использования гидростатического давления в скважине, гидравлическую энергию накапливают при опускании снаряда из области низкого давления в область высокого давления, а сейсмический сигнал генерируют после подъема снаряда из области высокого давления в область низкого давления.

2. Устройство для генерации вибросейсмического сигнала в скважине, содержащее наземную часть, соединенную каротажным кабелем со сквэжинным снарядом, в корпусе которого размещены элементы гидропневмосистемы, а на корпусе закреплен упругий излучатель, отличаю- ще е с я тем, что, с целью увеличения мощности сейсмического сигнала на больших глубинах за счет использования гидростатического давления в скважине, в герметич0

5

ном корпусе размещен ы гидропневмоакку- мулятор, соединенный с гидродвигателем и через электромагнитный кран с упругим излучателем, который через электромагнитный кран и обратный клапан соединен с гидропневмоаккумулятором, вал гидродвигателя соединен с объемным пульсатором, который связан с упругим излучателем.

3. Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что, с целью контроля возбуждаемого сигнала, между объемным пульсатором и упругим излучателем установлен датчик давления, соеди- неннЪй с каротажным кабелем.

Использование: возбуждение вибрационного сигнала в наполненных скважинах или жидкостной среде при поисках нефти и газа, а также геофизические исследования среды. Сущность изобретения: генерация сейсмического сигнала заключается в накоплении энергии в гидропневмоаккумуля- торе при опускании снаряда из области низкого давления в область высокого давления с последующей генерацией в область низкого давления через гидродвигатель и объемный пульсатор на упругом излучателе 2 с и 1 з. ф-лы, 3 ил.

Фиг 2

Фиг.1

Фиг. J